基于Statechain的閃電網絡通道_STA:STACY

原文標題：基于Statechain的閃電網絡通道

原文作者：SHINOBI??

去年我寫過Commerceblock團隊開發的MercuryWallet?功能，這是一種statechain?和CoinSwap?的雙料實現。它既引入一種新的混幣工具，又是第一種實現了statechain這種新的二層擴展方案的錢包。他們團隊在RubenSomsen的原始statechain提議基礎上作了一些變更，使得沒有ANYPREVOUT/Eltoosighashflag?也能正常實現statechain，還整合一種新的CoinSwap設計，讓用戶可以多次混幣而無需在鏈上交互。

背景

給尚未讀過我前一篇文章的讀者簡單總結一下：statechain是一種離鏈機制，用于在完全離鏈的任何人之間免費地轉賬。資金的原始所有者跟一個statechain運營者合作，構造一個ECDSA-MPC地址，該地址的私鑰是分成兩半的，一半在用戶手里，另一半在運營者手里，然后雙方要一起構造一個帶有時間鎖的取款交易并簽好名，再然后用戶再把錢打到這個地址里去。

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沒有任何一方完整控制這個私鑰，而且用戶拿著一個預先簽好名的交易，因此可以在時間鎖解鎖后單方面拿回這些資金。當用戶希望轉移這筆資產時，他們就通知運營者，后者跟支付的接收方合作，一起創建新的一組私鑰碎片，然后生成另一筆帶有時間鎖的交易并簽名；最后，運營者刪除上一份私鑰的碎片。

如此一來，現在運營者手上的私鑰碎片，將僅能與資金的新主人手上的私鑰碎片結合，所以只要他們刪除了舊的私鑰碎片，他們就無法與資金的舊主人一起花費資金。此外，越新的取款交易，其時間鎖越短，因此資金的新主人總是能比舊主人更快取走資金。這種機制限制了statechain資金可以轉移的次數，到點了就必須取出。

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基于statechain的閃電通道

Commerceblock現在正在撰寫一個新的BLIP，以實現一種在Somsen的最初提議中便提出的東西：在一筆statechain資金上建立一條閃電通道。

statechain自身的一個缺點在于，每次轉移時，都是整個UTXO一起轉移的。但是，假如statechain的取款交易不是把資金轉移到一個普通用戶的地址中，而是轉到一條閃電通道中呢？那么statechain資金的一部分就可以通過通道的初始余額分布來傳輸，而這條通道隨后便可按常規發起閃電支付。

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整個流程也從一名用戶創建一筆statechain資金起步。創建者和這個Statechain的運營者走一遍常規流程：創建共有私鑰，并簽名帶有時間鎖的區塊交易；然后創建者找到一個愿意接受statechain資金的通道對手方。Alice和Bob一起，如法炮制Alice與運營者一起分割私鑰的流程，創建出他們自己的共有公鑰。然后，倆人都把他們的共有公鑰和個人公鑰碎片分享給這個Statechain的運營者。這使得運營者可以質詢他們，讓他們各自簽名并證明自己同意按最新的余額合作關閉statechain，而不必等候statechain的取款時間鎖過期。

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從這里開始，有了Bob的授權，Alice和這個Statechain的運營者就可以簽名一筆交易，將statechain中的資金直接花費到一個多簽名的閃電通道中，并處理閃電網絡通道的創建流程。

這時候，這個Statechain地址依然控制在Alice和運營者手中，但開啟閃電通道的交易現在到了Bob手上，而且其時間鎖比最初那筆取款交易更短，保證了這筆交易可以在Alice單方面關閉這個Statechain之前就生效。然后，Alice和Bob跟運營者完成最后一次更新，使用他們的共有公鑰跟運營者創建一筆將statechain資金花費到Alice-Bob通道的取款交易，并且這筆取款交易的時間鎖更短。現在，Alice和Bob可以向外公布自己有一條閃電通道了。

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，因為跟Alice匹配的私鑰碎片已被運營者銷毀；取而代之的是Alice-Bob的通道。

全部轉給Carol，因為這需要把Alice和Bob在通道內發生的所有交互的記錄都轉移給Carol，否則Alice和Bob可以串謀欺詐Carol；但這里沒有設計保證Alice轉移了所有資料的機制，這需要Alice/Bob在每次發起閃電支付之后，都提交一個承諾。不過，基于上文所述的原理，也可以考慮將它實現為多方參與的coinpool，而不是兩方參與的閃電通道。）

提升statechain的效用

這一提議將大大提升statechain的效用，因為它放寬了statechain原本嚴格的流動性要求。不論什么時候某人想接受一筆statechain資金但發現面額跟支付額不匹配，發送者都可以通過跟TA開啟一條閃電通道來解決這個問題，直到某一方花完自己剩下的資金，再完成一筆轉移全部statechain資金的轉賬。這樣的可能性不僅提升了statechain的用途，也提高了閃電網絡的效用。

通道內余額的再平衡，對閃電網絡中的節點是必要的功能，不論你是路由節點還是僅僅收發交易的邊緣節點。當通道內的資金全部移動到了通道的一端，這條通道就失去了向某個方向傳遞支付的作用。所以，你需要把一條通道中的資金移動到另一條通道中，通過引起別的通道的失衡來重新平衡你自己的通道。最終，這樣的動態會以某處的通道必須在閃電網絡和鏈上交換資金收尾。

Statechain則允許流動性像在鏈上移動那樣，但又不需要創建鏈上的足跡，也不必為此支付手續費。假設你有一條枯竭的通道，所有的余額都在你的對手那邊，你已經沒有可以花費的容量了，同時你又有一個Statechain資金。那么，你可以把這筆Statechain資金轉移給任何愿意接受的人，假如你不能花費全部的Statechain資金，那么你可以在它之上建立一條閃電通道，而且這條通道也可以用來再平衡你的普通閃電通道。

從再平衡你的通道需要經過的通道數量上看，這將允許提升效率，最優的情況下，你可以直接將資金發送給同一個對手，從而再平衡你的通道。如果你希望關閉某一條通道，跟另一個人開啟另一條通道，你甚至可以將此通道中的所有余額都再平衡掉、全部轉移到你跟新對手基于statechain建立的新通道中。

Statechain和閃電網絡的未來

在討論他們未來的計劃是，Commerceblock的NicolasGregory說：「我們的計劃是建立一套結合statechain和閃電網絡技術的標準方法，從而協助閃電網絡通過使用statechannel在鏈下完成再平衡。當前的這套規范將成為實現這一目標的基石。」

在一開始，statechain就被提議跟閃電網絡結合，以解決它自身的一個問題：在支付時必須轉移整個UTXO的價值。這也為閃電網絡提供了一定程度的靈活性，因為閃電網絡沒有自身的流動性管理方法。

現在，閃電網絡已經處在早期增長的健康階段，而一份可靠的statechain實現也已經存在超過一年了，所以，是時候考慮結合兩者了。閃電網絡，作為一個網絡，是一個可在任意沒有直接聯系的兩方之間自動化處理轉賬的系統。至于網絡圖譜中的各通道的內部是如何工作的，嚴格來說，對于發送者和接收者，都是無關緊要的；只要建立通道的兩方自己過得去就行。

Statechain和閃電通道都給對方提供了許多好處，我們需要做的，就是開發出讓兩者交互的標準化方法。

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